一种钢琴教学辅助系统

本发明属于钢琴教学技术领域，具体是一种钢琴教学辅助系统。

背景技术：

音乐是反映人类现实生活情感的一种艺术，从历史发展上可分为东方音乐和西方音乐，钢琴是西洋古典音乐中的一种键盘乐器，流传至今，受到人们深深的喜爱，钢琴音域范围从a2（27.5hz）至c5（4186hz），几乎囊括了音乐体系中的全部音乐，是除了管风琴以外音域最广的乐器。

钢琴键盘分为9个音组，分别是大字二组、大字一组、大字组、小字组、小字一组、小字二组、小字三组、小字四组、小字五组，标准钢琴88键，52个白键，36个黑键，从中央c往右是小字一组，小字二，小字三，小字四，小字五，中央c往左是小字组，大字组，大字一，大字二，除了小字五（一个c）和大字二（a和b）之外其他都是cdefgab这7个音，琴白键七个音级都是循环重复的，构成一个完整的八度关系，一个八度的白键和黑键一共是12个，相邻的两个键距离是半个音，两个半音组合在一起就是一个全音。

在钢琴教学中通常采用的指法有顺指法、扩指法、缩指法、越指法、同音换指法，最简单的就是顺指法，就是将1、2、3、4、5指分别对应do、re、mi、fa、so五个音。

显然相对于其它乐器而言，钢琴键盘的复杂组成决定了其学习的难度，无论是音键识别还是指法练习都考验着初学者的耐心，因此有必要提出一种针对钢琴教学的辅助系统。

技术实现要素：

本发明的目的是针对以上问题，本发明提供了一种钢琴教学辅助系统，对于初学者能够快速入门，同时大大提高了进阶学习效率和自创作能力。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢琴教学辅助系统，包括指示装置和显示装置，所述指示装置包括指示条和用以调节指示条方向的调节装置，所述指示条内包括与钢琴键盘中白键位置机数量相对应的双色led灯以及led灯控制模块；

所述显示装置包括显示器、扫描板和支撑板，所述扫描板内置扫描槽，用以放置琴谱卡片，所述扫描槽一侧设有与之滑动连接的激光扫描器，用以扫描识别琴谱信息；

所述支撑板上设有信号处理模块，所述信号处理模块包括中央处理器、编码器、解码器和存储器244,所述激光扫描器将扫描识别的琴谱信息发送到中央处理器中，所述中央处理器控制编码器将琴谱信息按照顺序逐一对音符进行编码，作为标准编码，同时汇集标准编码段存储于存储器244中；

所述指示条内还设置有音频采集装置，用以采集音频信号发送到中央处理器中，通过编码器进行实时编码，作为弹奏编码，同时汇集弹奏编码段存储于存储器中；

所述解码器用以将弹奏编码进行实时解码或对存储器中的编码段进行解码。

作为本发明的一种优选技术方案，系统包括以下四种模式：

跟随模式，所述led灯控制模块根据存储器中的标准编码段控制led按照一定速度逐一点亮，学习者根据led灯照射在钢琴键盘中的位置进行弹奏；

学习模式，所述弹奏编码和标准编码进行实时比较，所述led灯控制模块根据比较信息进行响应点亮，编码不一致时所有led灯熄灭，编码一致时继续下一个点亮操作，所述显示器同时显示标准音符和弹奏音符，学习者根据弹奏的校验信息进行矫正学习；

逆向学习模式，所述led灯组不工作，所述弹奏编码经过解码器解码后的音符实时显示在显示上，学习者通过弹奏键盘学习对应键盘上的音符；

创作模式，所述led灯组不工作，所述音频采集装置采集音频信号发送到中央处理器中，通过编码器进行编码，汇集弹奏编码段存储于存储器中，同时通过解码器进行解码最终在显示器上显示弹奏的乐谱，学习者通过自编曲学习乐谱。

作为本发明的一种优选技术方案，所述四种模式可进行任意组合构建新的学习模式。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调节装置包括分立在指示条左右两侧的支撑架，所述支撑架通过螺杆与指示条上的螺母转动连接，所述支撑架底部设置有固定爪，用以夹持在钢琴键盘两侧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑板前侧的底部固定连接有托板，所述支撑板后侧的底部固定安装有固定轴，所述固定轴的内侧活动连接有调节板，所述调节板上开设有调节槽，所述支撑板的后侧固定安装有位于固定轴上方的固定座，所述固定座的内侧活动连接有活动板，所述活动板的底端与调节槽活动卡接，所述活动板的内侧固定连接有弹簧，所述弹簧的另一端与支撑板固定连接，所述调节板的底部固定连接有底座。

作为本发明的一种优选技术方案，所述led灯与钢琴键盘中白键对应显示一种颜色，与钢琴键盘中黑键对应显示另外一种颜色。

作为本发明的一种优选技术方案，所述显示器包括但不限于显示每个琴谱音符或弹奏音符或琴谱信息中的任意一个或多个。

作为本发明的一种优选技术方案，所述led灯控制模块及音频采集装置与中央处理器采用有线或无线的任意一种方式进行连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述固定爪外侧设置调节有调节螺杆，所述调节螺杆贯穿所述固定爪内侧连接有夹紧垫，所述固定爪两内侧均固定有橡胶垫。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过撑板前侧的底部固定连接有托板，支撑板后侧的底部固定安装有固定轴，固定轴的内侧活动连接有调节板，调节板上开设有调节槽，支撑板的后侧固定安装有位于固定轴上方的固定座，固定座的内侧活动连接有活动板，活动板的底端与调节槽活动卡接，活动板的内侧固定连接有弹簧，弹簧的另一端与支撑板固定连接，调节板的底部固定连接有底座，通过调节活动板与调节槽的卡接位置，从而对显示装置进行调节，方便使用者进行观看；

2、本发明通过学习者根据led灯照射在钢琴键盘中的位置进行跟随弹奏，而显示屏上显示整个琴谱，一方面使初学者能够根据双色led的指示快速上手进行弹奏，获得良好的学习体验，通过操作触摸屏可以选择双色led灯点亮的速度，以适应学习者不同阶段的指法练习，提高专项练习效果；

3、本发明通过学习者根据弹奏的校验信息进行矫正学习，从而有利于学习者能够更好的对钢琴上每个键进行熟悉掌握，同时也对钢琴上每个键对应的音符进行良好的认知，提高学习体验，尤其适合初学者需要对音符进行学习过程；

4、本发明提供的创作模式，通过自编曲学习乐谱，也可以作为进阶学习过程中背书，提高对琴谱的掌握；

5、本发明通过任意组合构建新的学习模式，根据不同学习阶段选择进行指法练习，音符掌握、钢琴键认知及自我测验。

附图说明

图1为本发明安装结构示意图；

图2为本发明指示装置的结构示意图；

图3为本发明显示装置的结构示意图；

图4为图3中a区域放大图；

图5扫描板的剖面示意图；

图6为本发明逻辑框图。

图中：001、钢琴；1、指示装置；11、指示条；111、双色led灯；112、led灯控制模；113、音频采集装置；114、螺母；12、调节装置；122、支撑架；123、螺杆；124、固定爪；125、调节螺杆；2、显示装置；21、显示器；22、扫描板；221、扫描槽；222、激光扫描器；23、支撑板；231、托板；232、固定轴；233、调节板；234、调节槽；235、固定座；236、活动板；237、弹簧；238、底座；24、信号处理模块；241、中央处理器；242、编码器；243、解码器；244、存储器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图6所示，一种钢琴教学辅助系统，包括指示装置1和显示装置2，指示装置1包括指示条11和用以调节指示条11方向的调节装置12，指示条11内包括与钢琴001键盘中白键位置机数量相对应的双色led灯111以及led灯控制模块112，led灯与钢琴001键盘中白键对应显示一种颜色，与钢琴001键盘中黑键对应显示另外一种颜色，由于钢琴001键盘分为9个音组，共88键，52个白键，36个黑键，其中黑键设在两个白键之间，通过设置双色led灯111与白键一一对应，可准确指示弹奏的位置，而当需要对应黑键时，led111切换另外一种颜色进行显示，从而和黑键进行对应，双色led灯111选用红绿的醒目色为最佳。

调节装置12包括分立在指示条11左右两侧的支撑架122，支撑架122通过螺杆123与指示条11上的螺母114转动连接，支撑架122底部设置有固定爪124，固定爪124外侧设置调节有调节螺杆125，调节螺杆125贯穿固定爪124内侧连接有夹紧垫，固定爪124两内侧均固定有橡胶垫，通过调节螺杆125使卡爪124卡在钢琴001键盘两侧，通过转动螺杆123可以调节指示条11上的双色led灯与钢琴001键盘对应角度和位置，以更好的对键盘操作进行指示。

显示装置2包括显示器21、扫描板22和支撑板23，显示器21包括但不限于显示每个琴谱音符或弹奏音符或琴谱信息中的任意一个或多个，扫描板22内置扫描槽221，用以放置琴谱卡片，扫描槽221一侧设有与之滑动连接的激光扫描器222，用以扫描识别琴谱信息，支撑板23上设有信号处理模块24，信号处理模块24包括中央处理器241、编码器242、解码器243和存储器(244),激光扫描器222将扫描识别的琴谱信息发送到中央处理器241中，中央处理器241控制编码器242将琴谱信息按照顺序逐一对音符进行编码，作为标准编码，同时汇集标准编码段存储于存储器244中，支撑板23前侧的底部固定连接有托板231，支撑板23后侧的底部固定安装有固定轴232，固定轴232的内侧活动连接有调节板233，调节板233上开设有调节槽234，支撑板23的后侧固定安装有位于固定轴232上方的固定座235，固定座235的内侧活动连接有活动板236，活动板236的底端与调节槽234活动卡接，活动板236的内侧固定连接有弹簧237，弹簧237的另一端与支撑板23固定连接，调节板233的底部固定连接有底座238，通过调节活动板236与调节槽234的卡接位置，从而对显示装置2进行调节，方便使用者进行观看。

指示条11内还设置有音频采集装置113，用以采集音频信号发送到中央处理器241中，通过编码器242进行实时编码，作为弹奏编码，同时汇集弹奏编码段存储于存储器244中，解码器243用以将弹奏编码进行实时解码或对存储器244中的编码段进行解码，led灯控制模块112及音频采集装置113与中央处理器241采用有线或无线的任意一种方式进行连接。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例在实际钢琴教学中，显示器可以设置为触摸屏，通过操作触摸屏选择跟随模式进行学习，此时led灯控制模块112根据存储器244中的标准编码段控制双色led灯按照一定速度逐一点亮，学习者根据led灯照射在钢琴键盘中的位置进行跟随弹奏，而显示屏上显示整个琴谱，一方面使初学者能够根据双色led的指示快速上手进行弹奏，获得良好的学习体验，通过操作触摸屏可以选择双色led灯点亮的速度，以适应学习者不同阶段的指法练习，提高专项练习效果。

实施例3

在实施例1和2的基础上，本实施例在实际钢琴教学中，还包括学习模式，通过操作触摸屏选择学习模式进行学习时，弹奏过程中，音频采集装置113采集音频信号发送到中央处理器241中，通过编码器242进行实时编码，弹奏编码和对应琴谱上的标准编码进行实时比较，led灯控制模块112根据比较信息进行响应点亮，编码不一致时所有led灯熄灭，表示学习者弹错了键，需要学习者矫正，当编码一致时继续下一个点亮操作，显示器21同时显示标准音符和弹奏音符，学习者根据弹奏的校验信息进行矫正学习，从而有利于学习者能够更好的对钢琴001上每个键进行熟悉掌握，同时也对钢琴001上每个键对应的音符进行良好的认知，提高学习体验，尤其适合初学者需要对音符进行学习过程。

实施例4

在实施例1和2的基础上，本实施例在实际钢琴教学中，还包括逆向学习模式，通过操作触摸屏选择学习模式进行学习时，此时的led灯组不工作，弹奏过程中，音频采集装置113采集音频信号发送到中央处理器241中，通过编码器242进行实时编码，形成弹奏编码，弹奏编码经过解码器243解码后的音符实时显示在显示器上，学习者通过弹奏键盘学习对应键盘上的音符，以快速掌握每个键对应的音符；

实施例4

在实施例1和2的基础上，本实施例在实际钢琴教学中，还包括创作模式，通过操作触摸屏选择学习模式进行学习时，此时led灯组不工作，音频采集装置113采集弹奏过程的音频信号发送到中央处理器241中，通过编码器242进行编码，汇集弹奏编码段存储于存储器244中，同时通过解码器243进行解码最终在显示器上显示弹奏的琴谱，学习者通过自编曲学习乐谱，也可以作为进阶学习过程中背书，提高对琴谱的掌握。

实施例5

在实施例2-4的四种学习模式基础上，四种模式可进行任意组合构建新的学习模式，根据不同学习阶段选择进行指法练习，音符掌握、钢琴键认知及自我测验。

本发明对于初学者能够有良好的学习体验，提高学习兴趣，此时led灯组不工作，同时能够及时进行矫正反馈，便于初学者快速提高钢琴学习认知，减少钢琴教学过程的任务量，同时提供了进阶学习过程中的测验和创作反馈，为进一步提高自我学习的创造力有很好的帮助。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。